Сравнительная оценка влияния растительного препарата Стевия и омагниченной воды на физиологическое состояние крыс в процессе формирования эмоционально-звукового стресса

Ключевые слова: стевия, омагниченная вода, стресс, дистанционная оценка, физиологическое состояние организма

За последние десятилетия появились многочисленные научные данные об уникальных свойствах стевии (Stevia rebaudiana Bertoni). Стевия – многолетний кустарник семейства астровых, родиной которого является Бразилия, Уругвай, Парагвай и Гондурас [1]. Являясь низкокалорийным заменителем сахара, стевия обладает уникальными лечебно-профилактическими и оздоровительными свойствами. Она особенно полезна для людей, страдающих нарушением углеводного обмена, ожирением, сахарным диабетом и сердечно-сосудистыми заболеваниями. Главные вещества, которые сделали стевию признанной, – это наличие в ее составе стевиозида и рабаудиозида. Стевия обладает диуретическим эффектом, повышает иммунитет, способствует детоксикации организма, нормализует работу желудочно-кишечного тракта, печени и желчного пузыря и, кроме того, повышает уровень биоэнергетических возможностей организма [2,3].

Вместе с тем сегодня хорошо известно о терапевтическом действии омагниченной воды. После прохождения между магнитными полюсами обычная вода становится биологически активной и обретает замечательные свойства [6]. Эксперименты показали, что при использовании омагниченной воды повышается проницаемость биологических мембран тканевых клеток, снижается количество холестерина в крови и печени, повышается обмен веществ в организме. Она способствует выделению мелких камней из почек и регулирует артериальное давление [6].

В связи с этим особый интерес представляет вопрос о возможности использования аппаратурного комплекса «Биоскоп» [7,8] для сравнительной оценки влияния настоя стевии и омагниченной воды на функциональное состояние организма.

 “Биоскоп” разработан в Институте физиологии им. Л.А.Орбели НАН РА. Как показали многочисленные эксперименты, «Биоскоп» нечувствителен к обычным физическим воздействиям. Oднако, если в непосредственной близости от него расположить биологический объект, в его показаниях формируются характерные осцилляции. Сигналы «Биоскопа» дистанционно отражают уровень физиологической активности организма и все параметры, характеризующие состояние его различных иерархических уровней, изначально интегрированы в его показаниях [8].

В данной работе с использованием аппаратурного комплекса «Биоскоп» предпринята попытка провести сравнительную оценку влияния настоя стевии и омагниченной воды на физиологическое состояние бодрствующих крыс в норме, во время и после форми-рования у животных эмоционально-звукового стресса (ЭЗС) [4].

Материал и методы

Проведены 2 серии экспериментов на 8 бодрствующих белых крысах-самцах, массой около 180-220 г. В первой серии экспери-ментов животным в течение 14 дней для питья давался настой лекарственного растения стевия (Stevia rebaudiana Bertoni), изготов-ленный на основе обычной воды. Во второй серии экспериментов животным в течение 14 дней для питья давалась омагниченная вода. Омагничивание питьевой воды осуществлялось каждый день в течение 3 минут на специальной подставке со встроенным магнитным индуктором [6].

В начале каждого эксперимента проводилась 2-часовая контрольная регистрация функционального состояния животных. После чего в течение 30 минут крысы подвергались ЭЗС. Для формирования ЭЗС озвучивалась одна и та же магнитофонная запись тревожных писков, которая была предварительно сделана при болевом сдавливании задней конечности крысы [4]. После ЭЗС в течение 2 часов продолжалась регистрация постстрессорного состояния животных.

В проведенных экспериментах физиологическое состояние крыс оценивалось с использованием аппаратурного комплекса “Биоскоп” на 1 (интактные животные), 7 и 14-й дни исследований.

Конструктивно “Биоскоп” состоит из источника светового излучения, фотоприемника и датчика – стеклянной пластины, покрытой непрозрачным материалом (плотная черная бумага или тонкая не-прозрачная пластмасса). Источник излучения (полупроводниковый лазер), стеклянная пластина и фотоприемник полностью изолированы от внешнего света покрывающим материалом и металлическим корпусом [7,8]. Регистрируется суммарная интенсивность внутренней освещенности стеклянной пластины и покрывающего ее материала. После усиления (до 500 раз) сигнал фотоприемника поступает в аналого-цифровой преобразователь и далее в ЭВМ для регистрации. Расчеты показали, что отклонение регистрируемого сигнала от контрольного уровня на 0.05% уже является статистически достоверным при уровне значимости р‹0.01. Согласно разра-ботанному пакету программ показания аппаратуры визуализируются на экране дисплея и запоминаются в ЭВМ для последующего анализа.

Чтобы обеспечить неизменность расстояния от животного до датчика “Биоскопа” (10-15 мм), крысы помещались в специально сконструированную камеру, ограничивающую возможность их перемещения [5,8] 

(рис. 1).

 Рис.1. Спектральные распределения сигналов “Биоскопа” в различных сериях экспериментов: А, Б, В – до, во время и после эмоционального звукового стресса соответственно. По оси абсцисс – частота колебаний в логарифмической шкале, по оси ординат – относительная плотность мощности спектрального распределения

Анализ зарегистрированных сигналов осуществлялся с использованием пакета программ «Origin-8». Методом быстрого преобразо-вания Фурье оценивалась плотность спектральной мощности (ПСМ) сигналов “Биоскопа”. Спектральные распределения усреднялись по всем крысам в группах с однотипными экспериментами, сглаживались по 5 точкам и нормировались по значению полной мощности зарегистрированных сигналов. Рассчитывались также усредненные по различным частотным интервалам значения ПСМ сигналов “Биоскопа”.

Результаты и обсуждение

На рис. 1 представлены распределения ПСМ, усредненные по всем интактным крысам в двух сериях экспериментов, а также усредненные распределения ПСМ для крыс первой и второй серии через 7 и 14 дней после использования настоя стевии и омагниченной воды соответственно. Как видно из рисунка, при формировании ЭЗС для интактных крыс характерно резкое увеличение ПСМ в области частот 0.1-10 кол./мин. После стресса высокий уровень мощности сигналов “Биоскопа” сохраняется в области частот 0.1-0.5 кол./мин, однако в целом наблюдается тенденция возврата сигнала к норме.

На 7-й и 14-й дни после использования как настоя стевии, так и омагниченной воды до формирования ЭЗС в спектральных распреде-лениях “Биоскопа” по сравнению с ПСМ интактных животных существенных изменений не наблюдается. Во время ЭЗС во всех случаях ПСМ резко возрастает. После завершения ЭЗС наблюдается нормализация спектральных распределений и по своему характеру они приближаются к ПСМ интактных крыс до формирования ЭЗС.

Для количественной оценки изменений в спектральных распре-делениях сигналов “Биоскопа” в различных экспериментальных группах проведенного исследования рассчитывались значения спектральной мощности сигналов “Биоскопа” в области частот 0.1-100 кол./мин (рис. 2).

У интактных животных во время ЭЗС мощность ПСМ по сравнению с нормой возрастает в 8 раз, после ЭЗС она превышает норму в 3 раза. Для крыс, которым в течение 7 или 14 дней в качестве питья давался настой стевии, изготовленный на основе обычной воды, мощность ПСМ во время ЭЗС возрастает в 5,7 и 7,5 раза соответственно. Однако после ЭЗС мощность сигналов практически не отличается от таковой у интактных крыс в норме. В случае использования в качестве питья только омагниченной воды картина другая. Через 7 дней использования омагниченной воды по сравнению с интактными животными в 2 раза возрастает мощность ПСМ до ЭЗС, во время ЭЗС она возрастает в 6 раз, а после ЭЗС возвращается к исходному уровню. Через 14 дней использования омагниченной воды до ЭЗС мощность сигналов практически сохраняется на контрольном уровне,  во время ЭЗС она возрастает в 12 раз, а после ЭЗС устанавливается на уровне, в 1.6 раза превышающем контрольный. 

 Рис. 2. Процентные значения мощности спектральных распределений сигналов “Биоскопа” в интервале частот от 0,1 до 100 кол./мин: 1 – интактные крысы; 2 и 3 – после 7 и 14 дней использования настоя стевии соответственно; 4 и 5 – после 7 и 14 дней использования омагниченной воды соответственно. За 100% принята мощность спектрального распределения для интактных крыс до стресса

Показания “Биоскопа” отражают интегративное состояние организма и при сравнительной оценке целесообразности использования настоя стевии и омагниченной воды, а также сроков их применения можно исходить из интуитивно понятных критериев – наименьшего отклонения уровня биологической активности организма до формирования стрессорных воздействий, минимальности изменения его состояния во время ЭЗС и максимально полного возвращения к нормальному уровню после стресса. При таком подходе представленные на рис. 2 значения ПСМ в различных экспериментальных условиях с определенностью указывают на наи-большую эффективность именно 7-дневного использования настоя стевии. После его 14-дневного использования  отклонение состояния организма во время ЭЗС от нормального уровня выражено сильнее. В случае 7-дневного использования омагниченной воды до- и постстрессорный уровень активности организма повышается в 2 раза, а после 14-дневного использования омагниченной воды наблюдается чрезмерно сильная реакция организма во время ЭЗС.

В ранее проведенном исследовании [5] было сделано предположение, что низкочастотные колебания (0.1-1 кол./мин) сигналов “Биоскопа”  отражают выраженность вегетативных процессов жизнедеятельности организма. Осцилляции с частотами в интервале 1-10 кол./мин связывались с процессами восприятия и эмоциональной оценкой текущего состояния, а высокочастотные колебания (от 10 кол./мин и выше) – с психической деятельностью. На рис. 3 показано распределение ПСМ в указанных спектральных областях сигналов “Биоскопа” для различных серий проведенных 

 Рис. 3. Процентные значения мощности спектральных распределений сигналов “Биоскопа” в интервалах частот  0.1-1 (А), 1-10 (Б) и 10-100 (В) кол./мин. За 100% принята мощность спектрального распределения для интактных крыс в каждом из частотных интервалов

экспериментов. Согласно полученным данным, у интактных животных во время ЭЗС наблюдается 10-11-кратное увеличение ПСМ, характеризующее уровень вегетативных и эмоциональных процессов жизнедеятельности организма. После стресса ПСМ в области частот 0.1-1 кол./мин более чем в 4 раза, а в других спектральных областях более чем в 2 раза превышает норму. Во время ЭЗС после 7-дневного использования настоя стевии сильнее всего (в 9-10 раз) активизируется вегетативная компонента жизнедеятельности, изменение эмоциональной компоненты в 2 раза меньше, чем это наблюдается для интактных крыс, а ПСМ в области частот 10-100 кол./мин сохраняется на контрольном уровне. После ЭЗС значения ПСМ во всех частотных интервалах возвращаются к дострессорному контрольному уровню. После 14 дней использования настоя стевии до и после ЭЗС во всех частотных интервалах ПСМ в целом остается на дострессорном контрольном уровне. Вместе с тем во время ЭЗС все компоненты жизнедеятельности организма активизируются примерно в одинаковой степени, а значения соответствующих ПСМ в 7-8 раз превышают контрольный дострессорный уровень.

В случае использования омагниченной воды в биологической активности различных иерархических уровней организма наблюдается аналогичная картина в характере изменения  ПСМ  сигналов  “Биоскопа”  в  различные сроки его использования. В частности, во время ЭЗС ПСМ сигналов “Биоскопа” на 14-й день во всех частотных интервалах в 11-13 раз превосходит мощность соответствующих сигналов интактных крыс до ЭЗС. Вышеизложенное подтверждает правильность заключения о целесообразности в профилактических целях использования настоя стевии в течение 7 дней. Тем более, что указанные сроки его использования приводят к стабилизации эмоционального состояния организма.

Полученные результаты демонстрируют возможность использования аппаратурного комплекса «Биоскоп» для выявления тонких различий в изменении физиологического состояния организма в условиях лечебного использования настоя стевии и омагниченной воды. Показана возможность оценки оптимальных сроков использования настоя стевии. Можно думать, что уникальная способность аппаратурного комплекса «Биоскоп» осуществлять неинвазивную оценку уровня биологической активности организма позволит его использовать в исследованиях с участием людей для определения оптимальных доз и сроков использования фитотерапев-тических препаратов, а в последущем и в качестве индивидуального объективного контроля направленности различных оздоровительных процедур.

Литература

1. Биологический энциклопедический словарь.  М., 1986.
2. Ляховкин А.Г., Николаев А.П., Учитель В.Б. Стевия – медовая трава: растение лекарственное и пищевое. СПб., 1999. 
3. Мартиросян А. Энциклопедия лекарственных растений и секреты фитотерапии. Ереван, 2010. 
4. Нагапетян Х.О., Арутюнян Р.А., Матинян Л.А., Арутюнян К.Р., Нурбекян Л.В. Изме-нение температуры у молодых и взрослых крыс в условиях воздействия эмоционально-звукового и фиксационного стрессов. Онтогенез, 2001, т. 32,  2, с. 154-156.
5. Саркисян Р.Ш., Нагапетян Х.О., Саркисян В.Р., Арутюнян Р.А., Вартанян В.Т., Манукян А.М. Влияние эмоционального стресса на физиологическое состояние бодрствующих крыс в норме и после использования для питья омагниченной воды. Биол. журнал Армении, 2011, т. LXIII,  1, с. 46-50.
6. Сокольский Ю. М. Омагниченная вода: правда и вымысел.  Л., 1990.
7. Draayer J.P., Grigoryan H.R., Sargsyan R.Sh.,Ter-Grigoryan S.A. Systems and Methods For Investigation of Living Systems. United States Patent Application  Publication, US 2007/0149866 A1, Pub. Date: Jun. 28, 2007.
8. Sargsyan R.Sh., Karamyan G.G.,Mkrtich N., Avagyan M.N. Noninvasive Assessment of physiologic state of living systems. The Journal of Alternative and Complementary Medicine, 2010, vоl. 16,  11, p. 1–8. 

В.Р.Саркисян, Х.О.Нагапетян, Р.А.Арутюнян, В.Т.Варданян, А.Г.Никогосян, А.М.Бабаханян, Р.Ш.Саркисян Институт физиологии им. акад. Л.А.Орбели НАН РА Институт проблем гидропоники им. Г.С. Давтяна НАН РА 0028, Ереван, ул. Бр.Орбели, 22 УДК 612.013+577.20

Вопросы, ответы, комментарии